CopyOnWriteArrayList,冷门容器却每次面试都问
愚公要移山12020-05-08 18:24
话说这个容器都说比较冷门，我自己也确实是没用过，但是在看各种面经的时候却经常见到。因此这篇文章适合正在找工作的你。
最近把名称改了，由java的架构师技术栈，改为了愚公要移山。觉得自己并不聪明，但是勤奋和努力还是少不了的。因此愚公适合自己。
OK。开始今天的文章。
一、简介
1、ArrayList非线程安全的缺陷
说到这个容器，从名字就可以看出，不得不说另外一个容器，也就是ArrayList。ArrayList是非线程安全的，也就是说在多个线程下进行读写，会出现异常。先举一个简单的例子，看看会出现什么问题，再来理解：
我们运行一下就会出现错误：
这里我们可以看到会抛出ConcurrentModificationException，这个异常是基于 fast-fail 机制的。不知道的可以私下了解一下。
上面这个案例说明了ArrayList使用的局限性，既然是非线程安全，那我们就使用一些机制把它变安全不就好了。变安全的方法有很多。比如说替换成Vector，再或者是使用 Collections，可以将 ArrayList 包装成一个线程安全的类。不过这两种方法也有很大的缺点，那就是他们使用的都是独占锁，独占式锁在同一时刻只有一个线程能够获取，效率太低。于是CopyOnWriteArrayList 应用而生了。
2、CopyOnWriteArrayList 介绍
（1）独占锁效率低：采用读写分离思想解决
既然独占锁的效率低下，那我们可以换一种方式，采用读写分离式的思想将读操作和写操作进行分开即可。
读操作不加锁，所有线程都不会阻塞。写操作加锁，线程会阻塞。
（2）写线程获取到锁，其他线程包括读线程阻塞
但是这时候又出现了另外一个问题了：写线程获取到锁之后，其他的读线程会陷入阻塞。
（3）复制思想：解决问题2
这咋办呢？我们可以再转化一下思想：
当我们往一个容器添加元素的时候，不直接往当前容器添加，而是先将当前容器进行 Copy，复制出一个新的容器，然后新的容器里添加元素，添加完元素之后，再将原容器的引用指向新的容器。
这时候会抛出来一个新的问题，也就是数据不一致的问题。如果写线程还没来得及写会内存，其他的线程就会读到了脏数据。
这就是CopyOnWriteArrayList 的思想和原理。就是拷贝一份写。所以使用条件也很局限，那就是在读多写少的情况下比较好。
二、源码分析（基于JDK1.8）
既然CopyOnWriteArrayList 主要是针对的读写操作，我们可以看看这两个方法的源码是如何实现的。
1、get方法
整个读的过程没有添加任何锁，就是普通的数组获取。
2、add方法
写操作添加了一个锁ReentrantLock，这个锁我们可以决定在什么时候加锁和释放更加灵活。保证了写操作线程安全。能够体现Copy的思想代码是 Arrays.copyOf(elements, len + 1);也就是数组复制了一份，最后setArray回去。
三、总结
这个容器很简单，虽然是采用了读写分离的思想，但是却有很大不同，不同之处在于copy。
1、读写锁
读线程具有实时性，写线程会阻塞。解决了数据不一致的问题。但是读写锁依然会出现读线程阻塞等待的情况
2、CopyOnWriteArrayList
读线程具有实时性，写线程会阻塞。不能解决数据不一致的问题。但是CopyOnWriteArrayList 不会出现读线程阻塞等待的情况
OK，今天的文章先写到这。因为简单比较短。
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